GRACE-FO : la fonte du Groenland n'a pas de chiffre unique

En mars 2002, deux satellites identiques ont pris la même orbite, l'un derrière l'autre, séparés d'environ 220 kilomètres. Leur mission tenait dans une idée presque absurde : peser la Terre à distance, sans jamais la toucher. Ce couple s'appelait GRACE. Son successeur, GRACE-FO, a repris le flambeau le 22 mai 2018, lancé depuis la base de Vandenberg par une fusée Falcon 9. Près d'un quart de siècle après le premier tir, la gravimétrie spatiale reste l'un des instruments les plus discrets, et les plus mal compris, de la surveillance du climat.

Je passe une bonne partie de mes journées à ranger des courbes de fonte dans des tableurs. Celles qui descendent de ces satellites m'ont appris une chose contre-intuitive : le chiffre que tout le monde réclame, la perte de glace du Groenland « par an », n'existe pas vraiment. Ou plutôt, il en existe une dizaine, tous exacts, tous différents.

Le principe tient en une phrase, et c'est ce qui le rend élégant. Les deux engins volent en file indienne sur une orbite quasi polaire, à environ 490 kilomètres d'altitude, inclinée à 89 degrés. Ils s'envoient en permanence des signaux micro-ondes pour mesurer la distance qui les sépare. Quand le satellite de tête survole une masse plus lourde, une calotte glaciaire, une nappe pleine, une chaîne de montagnes, la gravité locale l'attire une fraction de seconde plus tôt, et l'écart entre les deux se modifie très légèrement.

Très légèrement, cela veut dire à l'échelle du micromètre. L'instrument principal, un télémètre micro-ondes, capte des variations de l'ordre du micron sur 220 kilomètres de vide. GRACE-FO embarque aussi un second système, un interféromètre laser expérimental, qui a livré sa première lumière le 14 juin 2018 ; conçu au Max Planck Institute de Hanovre avec le JPL, il descend, lui, à l'échelle du nanomètre. Ce n'est encore qu'un démonstrateur, mais il annonce la mécanique de demain.

Ce que ces satellites mesurent, ce n'est donc pas une image ni une hauteur. C'est une masse. La distinction paraît byzantine ; elle change pourtant tout, comme les flotteurs Argo qui sondent la chaleur des océans ont changé notre lecture des profondeurs. Là où d'autres instruments photographient une surface, la gravimétrie pèse le contenu.

Voilà le point qui devrait figurer sur la première page de tout manuel de vulgarisation, et qui n'y figure jamais. Demandez combien de glace le Groenland perd chaque année, et vous obtiendrez une réponse fausse par construction, quelle qu'elle soit, si elle ne s'accompagne pas d'une période.

Les données racontent une autre histoire. Sur la moyenne 2003-2024, le NOAA retient une perte de l'ordre de 219 gigatonnes par an, avec une marge de 16. La NASA, sur une fenêtre un peu plus large, 2002-2025, monte plutôt vers 264 gigatonnes annuelles. Et à l'intérieur de cette moyenne, tout bouge : l'année 2019 a marqué un pic à 532 gigatonnes, un record de fonte rapide ; la saison 2025, à l'inverse, s'est refermée sur 129 gigatonnes seulement, sous la normale, portée par un enneigement supérieur à l'habitude. Quatre chiffres, tous justes, séparés d'un facteur quatre.

On pourrait avancer que cette dispersion trahit une faiblesse de la mesure. Ce serait trop simple de conclure ainsi. La dispersion, c'est le signal : elle dit qu'une calotte n'a pas de rythme régulier, qu'elle encaisse des années brutales et des répits trompeurs. Isoler un nombre, c'est débrancher le thermomètre au milieu de la phrase. Le vrai objet, ce n'est pas le chiffre, c'est la courbe, et la fonte du Groenland récemment décrite comme sextuplée ne prend son sens que rapportée à cette longue série.

Je l'avoue, sur ce point j'hésite encore quand je dois résumer une tendance en une seule valeur pour un graphique. Le réflexe est de prendre la moyenne la plus récente et de la présenter comme « le » chiffre. C'est confortable, et c'est un contresens. Chaque fois, je finis par écrire la période à côté, quitte à alourdir la légende.

La force de la gravimétrie est aussi sa limite. Elle mesure directement le changement de masse, sans hypothèse intermédiaire, mais avec une résolution spatiale grossière, au-delà de 100 kilomètres. L'altimétrie, elle, lit la hauteur de la surface au kilomètre près, puis convertit ce volume en masse via une densité supposée. Deux regards complémentaires sur le même glacier : l'un pèse sans bien situer, l'autre situe sans bien peser.

Cette différence de méthode explique une partie des écarts entre estimations. Elle éclaire aussi la comparaison entre les deux pôles, souvent brouillée. L'Antarctique, dont les premières estimations tournaient autour de 67 gigatonnes par an sur 2003-2013 avec une marge énorme, se lit aujourd'hui plutôt vers 125 gigatonnes sur 2002-2016, puis 135 sur 2002-2025. Le Groenland perd deux à quatre fois plus de masse que le continent blanc. Les présenter à égalité, comme je l'ai vu faire, revient à confondre une hémorragie et un saignement.

Le même satellite lit encore ce que l'on ne voit pas depuis le sol : les nappes. En Californie, la vallée centrale s'est vidée à un rythme qui a explosé, de 1,86 kilomètre cube par an sur 1961-2021 à 8,58 sur la seule fenêtre 2019-2021 de sécheresse extrême. Une étude de 2015 fondée sur GRACE estimait déjà que 21 des 37 plus grands aquifères du monde avaient dépassé leur seuil de soutenabilité. Ce sont les mêmes courbes qui nourrissent nos dossiers sur le stress hydrique des nappes et des rivières.

GRACE-FO fonctionne encore normalement à l'été 2026, mais sa fin de vie est planifiée pour septembre. La relève est prévue avec GRACE-C, un lancement attendu en 2028 sur Falcon 9, où l'interféromètre laser cessera d'être un simple passager expérimental pour devenir l'instrument de mesure principal. Entre les deux, un an de trou avait déjà séparé GRACE de GRACE-FO ; l'histoire, ici, se répète avec une variante.

Reste une question que je ne sais pas trancher. Ces séries valent par leur continuité, et chaque interruption ampute une mémoire que rien ne reconstitue après coup. Selon le GIEC, sur 1901-2018, l'expansion thermique des océans a pesé pour 38 % de la hausse du niveau marin et les glaciers de montagne pour 41 %, le reste revenant aux calottes que ces satellites surveillent, un partage qui alimente aussi les scénarios de montée des eaux sur les littoraux français. Que vaudra ce partage si la mesure de la masse venait à s'éteindre quelques années, faute de relais assuré ?

• NASA JPL : GRACE-FO
• NASA JPL : GRACE-FO Mission Overview
• GFZ Potsdam : GRACE-FO
• Max Planck AEI : First light for the LRI
• NASA SVS : Greenland mass loss
• NASA SVS : Antarctica mass loss
• NOAA Arctic Report Card 2025 : Greenland ice sheet
• Nature Communications 2022 : Central Valley groundwater
• Journal of Glaciology : altimetry and gravimetry
• DLR : GRACE-C mission
• CEOS Mission Database : GRACE-FO status